物理科技生物学-PHYICA

磁性“弹簧”打破海洋微塑料相田劫衣污染

纳米技术 2021-12-30 23:58:06

按单元格出版社 光学显微镜下化妆品中的微塑料碎片

信用:段/事 进入海洋和河流的塑料垃圾对全球环境构成威胁,对动物、人类和生态系统的健康造成破坏性后果

现在,澳大利亚的研究人员使用微型线圈状碳基磁铁,开发了一种新方法,清除污染水源的微塑料,而不伤害附近的微生物

他们的研究发表在7月31日的《物质》杂志上

澳大利亚阿德莱德大学的化学工程教授、资深作者王说:“微塑料在水中传播时会吸附有机和金属污染物,并在到达十点时将这些有害物质释放到水生生物中,导致它们在食物链的顶端积累。”

“碳纳米弹簧足够坚固和稳定,可以将这些微塑料分解成不会对海洋生态系统构成威胁的化合物

" 尽管微塑料通常肉眼看不见,但却是无处不在的污染物

有些,比如流行化妆品中发现的去角质珠,太小了,不能在工业水处理过程中过滤掉

其他的是间接产生的,当更大的碎片如汽水瓶或轮胎在阳光和沙子中风化时

为了分解微塑料,研究人员必须产生称为活性氧物种的短寿命化学物质,这种化学物质引发连锁反应,将构成微塑料的各种长分子切割成溶解在水中的微小无害片段

然而,活性氧物种通常是使用重金属如铁或钴产生的,这些重金属本身就是危险的污染物,因此不适合环境

碳纳米弹簧的扫描电子显微镜图像

信用:康等

为了应对这一挑战,研究人员找到了一种更绿色的解决方案,即掺有氮的碳纳米管,以帮助促进活性氧的产生

形状像弹簧的碳纳米管催化剂在短短八小时内去除了相当一部分微塑料,同时在微塑料分解所需的苛刻氧化条件下保持稳定

盘绕的形状增加了稳定性并使反应表面积最大化

另一个好处是,通过在远离纳米管表面的地方埋藏少量的锰来防止它渗入水中,这些微小的弹簧就具有了磁性

阿德莱德大学的化学工程研究员·段也是该项目的共同负责人,他说:“拥有磁性纳米管特别令人兴奋,因为这使得从真正的废水流中收集它们以便在环境修复中重复使用变得容易。”

这个视觉摘要描述了康等人的发现

通过固体热解合成了具有可控形貌的新型耐用纳米碳弹簧,同时设计了氮掺杂剂和包封的磁性纳米粒子

该碳催化剂能在水热条件下有效催化过氧化一硫酸盐生成高活性自由基,将微塑料分解为水中的无害物质

信用:康等/事项 由于没有两种微塑料在化学上完全相同,研究人员的下一步将集中在确保纳米弹簧在不同成分、形状和来源的微塑料上工作

他们还打算继续严格确认在微塑料分解过程中作为中间体或副产物出现的任何化合物的无毒性

研究人员还表示,这些中间体和副产品可以作为微生物的能源,而污染塑料目前正困扰着微生物

“如果塑料污染物可以被重新用作藻类生长的食物,这将是利用生物技术以绿色和经济高效的方式解决环境问题的一次胜利,”王说

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